第二種電気工事士筆記試験問題・解説【令和元年度下期 問1~10】

本記事では、第二種電気工事士筆記試験のうち「令和元年度下期 問1~10」について解説する。





問1

問題

図のような回路で、端子$\mathrm{a-b}$間の合成抵抗$[\Omega]$は。

 

 

イ.$1$  ロ.$2$  ハ.$3$  ニ.$4$

 

解説

合成抵抗の計算の問題である。

 

まず、下図の枠①で囲った部分の計算をすると、$6\Omega$が並列で2つあるから、合成抵抗は$3\Omega$となる。

 

次に、下図の枠②の計算をすると、$3\Omega$が直列で2つあるから、合成抵抗は$6\Omega$となる。

 

最後に、下図の枠③の計算をすると、$3\Omega$と$6\Omega$の並列であるから、合成抵抗は$\boldsymbol{2\Omega}$となる。

 

 

よって「ロ」が正解となる。

 

関連記事

電気の基礎理論について、電気工事士の筆記試験に必要な範囲で解説する。[afTag id=11282]各電気量について電圧とは電圧とは電気を流す能力を表し、一般家庭では$100\mathrm{V}$または$200\math[…]

 

問2

問題

直径$2.6\mathrm{mm}$,長さ$10\mathrm{m}$の銅導線と抵抗値が最も近い同材質の銅導線は。

イ.断面積$5.5\mathrm{mm^2}$,長さ$10\mathrm{m}$

ロ.断面積$8\mathrm{mm^2}$,長さ$10\mathrm{m}$

ハ.直径$1.6\mathrm{mm}$,長さ$20\mathrm{m}$

ニ.直径$3.2\mathrm{mm}$,長さ$5\mathrm{m}$

 

解説

抵抗率$\rho[\mathrm{\Omega\cdot mm^2/m}]$,長さ$l[\mathrm{m}]$,断面積$A[\mathrm{mm^2}]$とした場合、銅導線の抵抗$R[\Omega]$は、

$$R=\frac{\rho l}{A}[\Omega] ・・・(1)$$

 

断面積$A[\mathrm{mm^2}]$を直径$D[\mathrm{mm}]$の円とした場合、$A[\mathrm{mm^2}]$は、

$$A=\rho\frac{\pi D^2}{4}[\mathrm{mm^2}] ・・・(2)$$

 

$(2)$式を$(1)$式へ代入すると、

$$R=\frac{4\rho l}{\pi D^2}[\Omega] ・・・(3)$$

 

関連記事

二種電気工事士の筆記試験において、電線の抵抗に関する問題が頻出であり、平成21~29年度の試験で90%以上の確率で出題されている。この問題は下記の公式を用いれば解ける問題であるため、是非マスターしてほしい。[afTag id[…]

 

問題の銅導線の抵抗$R[\Omega]$は、$(3)$式より、

$$R=\frac{10\rho\times10}{\pi\times2.6^2}=1.88\rho[\Omega]$$

 

一方、イ・ロ・ハ・ニの抵抗値$R_1,\ R_2,\ R_3,\ R_4[\Omega]$は、

$$\begin{cases}
R_1&=\displaystyle{\frac{10\rho}{5.5}}&\fallingdotseq1.82\rho[\Omega]\\\\
R_2&=\displaystyle{\frac{10\rho}{8}}&=1.25\rho[\Omega]\\\\
R_3&=\displaystyle{\frac{10\rho\times20}{\pi\times1.6^2}}&\fallingdotseq9.95\rho[\Omega]\\\\
R_4&=\displaystyle{\frac{4\rho\times5}{\pi\times3.2^2}}&\fallingdotseq0.622\rho[\Omega]\end{cases}$$

 

以上の結果より、$\boldsymbol{R_1=1.82\rho\Omega}$が最も近い値となる。

よって「イ」が正解となる。

 

問3

問題

消費電力が$500\mathrm{W}$の電熱器を、$1$時間$30$分使用したときの発熱量$[\mathrm{kJ}]$は。

イ.$450$  ロ.$750$  ハ.$1800$  ニ.$2700$

 

解説

消費電力$P[\mathrm{W}]$の電熱器を、$t$秒使用したときの発熱量$W[\mathrm{J}]$は、$W=Pt$で表される。

 

問題文では、使用時間は$1$時間$30$分となっているので、

$$t=\left(60+30\right)\times60=5400\mathrm{s}$$

 

したがって、発熱量$W[\mathrm{kJ}]$は、

$$W=500\times5400=2700000\mathrm{J}\rightarrow\boldsymbol{2700\mathrm{kJ}}$$

 

よって「ニ」が正解となる。

 

 

問4

問題

図のような正弦波交流回路の電源電圧$v$に対する電流$i$の波形として、正しいものは。

 

解説

正弦波交流電源に静電容量(コンデンサ)$C$が接続されると、電流$i$の波形は電圧$v$の波形より$90^\circ$位相が進む。

逆に、正弦波交流電源にインダクタンス(コイル)$L$が接続されると、電流$i$の波形は電圧$v$の波形より$90^\circ$位相が遅れる。

 

よって、「ハ」が正解となる。

 

関連記事

電気の基礎理論について、電気工事士の筆記試験に必要な範囲で解説する。[afTag id=11282]各電気量について電圧とは電圧とは電気を流す能力を表し、一般家庭では$100\mathrm{V}$または$200\math[…]

 

問5

問題

図のような三相3線式回路に流れる電流$I[\mathrm{A}]$は。

 

 

イ.$8.3$  ロ.$12.1$  ハ.$14.3$  ニ.$20.0$

 

解説

回路の一相当たりの電圧$E$は、

$$E=\frac{210}{\sqrt{3}}=121.2\mathrm{V}$$

 

一相に流れる相電流$I_p$は、

$$I_p=\frac{121.2}{10}=12.12\mathrm{A}$$

$\mathrm{Y}$回路の線電流$I$は相電流$I_p$と等しいので、

$$I=I_p=12.12\fallingdotseq\boldsymbol{12.1\mathrm{A}}$$

 

よって「ロ」が正解となる。

 

関連記事

電気の基礎理論について、電気工事士の筆記試験に必要な範囲で解説する。[afTag id=11282]各電気量について電圧とは電圧とは電気を流す能力を表し、一般家庭では$100\mathrm{V}$または$200\math[…]

 

 

問6

問題

図のような単相3線式回路で、消費電力$100\mathrm{W}$,$500\mathrm{W}$の2つの負荷はともに抵抗負荷である 。

図中の×印点で断線した場合,$\mathrm{a-b}$間の電圧$[\mathrm{V}]$は。

ただし、断線によって負荷の抵抗値は変化しないものとする。

 

 

イ.$33$  ロ.$100$  ハ.$167$  ニ.$200$

 

解説

×点で断線した場合、下図のような単相$200\mathrm{V}$回路となる。

 

$\mathrm{a-b}$間の電圧$V$は分圧の式より、

$$V=\frac{100}{100+20}\times200=\frac{100}{120}\times200=\boldsymbol{167\mathrm{V}}$$

 

よって「ハ」が正解となる。

 

関連記事

第二種電気工事士の筆記試験では、配電線の一部が断線した場合に流れる電流、および負荷にかかる電圧についての出題がある。本記事では、頻出の3種類の回路について式をまとめており、参考にしてほしい。[afTag id=11282][…]

 

問7

問題

図のような三相3線式回路で、電線1線当たりの抵抗が$0.15\Omega$,線電流が$10\mathrm{A}$のとき、電圧降下$\left(V_s-V_r\right)[\mathrm{V}]$は 。

 

 

イ.$1.5$  ロ.$2.6$  ハ.$3.0$  ニ.$4.5$

 

解説

図の三相3線式回路で、抵抗$r$における電圧降下は$\sqrt{3}rI$,電力損失は$3rI^2$となる。

 

関連記事

本記事では、各配電方式の電圧降下および電力損失の式について記述する。[afTag id=11282]電圧降下と電力損失電気回路において、受電端電圧が送電端電圧より低下することを電圧降下という。電圧降下は負荷電流と電線抵抗の積[…]

 

したがって、電圧降下$\left(V_s-V_r\right)[\mathrm{V}]$は、

$$VsーVr=\sqrt{3}\times0.15\times10=\boldsymbol{2.6\mathrm{V}}$$

 

よって「ロ」が正解となる。

 

問8

問題

合成樹脂製可とう電線管(PF管)による低圧屋内配線工事で、管内に断面積$5.5\mathrm{mm^2}$の$600\mathrm{V}$ピニル絶縁電線(軟銅線)3本を収めて施設した場合、電線1本当たりの許容電流$[\mathrm{A}]$は。

ただし、周囲温度は$30^\circ\mathrm{C}$以下、電流減少係数は$0.70$とする。

イ.$26$  ロ.$34$  ハ.$42$  ニ.$49$

 

解説

電技解釈第146条により、断面積$5.5\mathrm{mm}$の単線の許容電流は$49\mathrm{A}$であり、この電線を3本収めて施設する。

 

関連記事

第二種電気工事士の筆記試験では電線の許容電流に関する問題が頻出であり、平成21~29年度の試験においては90%以上の確率で出題されている。この種の問題は電線の許容電流を覚えれば解ける問題ゆえ、マスターすることを推奨する。[afTag[…]

 

この電流値に電流減少係数をかけると、

$$49\times0.70=34.3\mathrm{A}$$

 

電線の許容電流は7捨8入するので、

$$34.3\rightarrow\boldsymbol{34}\mathrm{A}$$

 

よって「ロ」が正解となる。

 

問9

問題

図のように定格電流$50\mathrm{A}$の過電流遮断器で保護された低圧屋内幹線から分岐して、$7\mathrm{m}$の位置に過電流遮断器を施設するとき、$\mathrm{a-b}$間の電線の許容電流の最小値$[\mathrm{A}]$は。

 

 

イ.$12.5$  ロ.$17.5$  ハ.$22.5$  ニ.$27.5$

 

解説

幹線の過電流遮断器の定格電流を$I_B$,分岐点から電線の許容電流を$I_W$とすると、電技解釈第149条により、分岐回路の過電流遮断器を分岐点から$3\mathrm{m}$を超え$8\mathrm{m}$以下の位置に施設する場合は、$I_W$を$I_B$の$\boldsymbol{35\%}$以上にしなければならない。

 

関連記事

電気工事士の筆記試験対策として、屋内幹線と分岐回路についてまとめている。[afTag id=11282]屋内配線における幹線の許容電流幹線とは『「引込点から分電盤」または「配電盤から分電盤」までの配線』をいい、大きな電流が流[…]

 

上記より、許容電流の最小値は、

$$0.35\times50=\boldsymbol{17.5\mathrm{A}}$$

 

よって「ロ」が正解となる。

 

問10

問題

定格電流$30\mathrm{A}$の配電用遮断器で保護される分岐回路の電線(軟銅線)の太さと、接続できるコンセントの図記号の組合せとして、適切なものは。

ただし、コンセントは兼用コンセントではないものとする。

 

イ.断面積$5.5\mathrm{mm^2}$

ロ.断面積$3.5\mathrm{mm^2}$

ハ.直径$2.0\mathrm{mm}$

ニ.断面積$5.5\mathrm{mm}$

解説

電技解釈第149条により、$20\mathrm{A}$分岐回路では、

  • 電線の太さ$1.6\mathrm{mm}$(または$2.0\mathrm{mm^2}$)以上
  • コンセントの定格電流は$20\mathrm{A}$以下

 

$30\mathrm{A}$分岐回路では、

  • 電線の太さ$2.6\mathrm{mm}$(または$5.5\mathrm{mm^2}$)以上
  • コンセントの定格電流は$20\mathrm{A}$以上$30\mathrm{A}$以下

でなければならない。

 

関連記事

電気工事士の筆記試験対策として、屋内幹線と分岐回路についてまとめている。[afTag id=11282]屋内配線における幹線の許容電流幹線とは『「引込点から分電盤」または「配電盤から分電盤」までの配線』をいい、大きな電流が流[…]

 

選択肢について検証すると、

  • イは定格電流$\boldsymbol{15\mathrm{A}}$のコンセントなので、不適切である。
  • ロは電線の断面積が$5.5\mathrm{mm^2}$より小さいので、不適切である。
  • ハは電線の太さが$2.6\mathrm{mm}$より小さいので、不適切である。
  • ニは適切である。

 

よって「ニ」が正解となる。

 

電工二種DB

技能試験[sitecard subtitle=候補問題一覧 url="https://denki-no-shinzui.com/electrician/examination/"] 筆記試験 令和元年[…]